环境科学专业实践教学改革研究

潘 晶, 李光哲, 彭天燕, 金海涛, 于婧萧, 山青池, 郭一静

(沈阳师范大学 生命科学学院, 沈阳 110034)



环境科学专业实践教学改革研究

潘 晶, 李光哲, 彭天燕, 金海涛, 于婧萧, 山青池, 郭一静

(沈阳师范大学 生命科学学院, 沈阳 110034)

实践教学是环境科学专业教学过程中的重要环节,在培养学生的理论联系实际能力方面具有十分重要的作用,也是培养学生探索能力和创新思维能力的主要途径之一。为了充分发挥实践教学在培养高素质环境科学专业人才中的作用,满足培养环境学科创新人才的要求,针对沈阳师范大学环境科学专业实践教学存在的问题,对实践教学进行以下改革:构建与时俱进的实践能力培养方案及实践教学体系,强化实习基地建设及改善实践教学条件、内容、教学手段,积极开展学术活动和社会实践培养大学生实践能力和提高师资队伍的实践能力。通过实践教学改革使学生具有实践技能、综合和创新能力。

环境科学; 实践教学; 教学改革

0 引 言

知识和能力源于实践,素质更需要在实践中培养,实践教学是高等教育人才培养中不可缺少的重要环节,也是高等教育教学改革的重要课题之一。学校既要培养社会适用型人才,又要培养具有较强动手能力和创新能力的技术人才。伴随着高等教育改革的深入,教育部对各普通高校的学科进行了大幅度调整,最集中地表现在专业口径进一步拓宽,更重视与强调实践能力的培养。而专业调整后,改革与完善实践教学体系和开展创新创业教育是我国高等教育面临的重要问题。

沈阳师范大学环境科学专业属于非师范专业,由于学时及实践教学条件的限制,学生动手能力及发现、分析、解决问题的能力得不到很好的培养,出现了“重理论、轻实践、重纸上谈兵、轻联系实际,实践教学与创新能力培养脱节”等问题,导致学生专业素质与社会需求有距离,影响了学生的社会适应能力、科研工作的实践能力,使毕业生就业率较同类其他院校偏低,不利于非师范专业的生存与发展。2012年以来,在借鉴其他高校实践教学改革和创新创业培养成果基础上,立足沈阳师范大学特色,以环境科学专业为改革对象,从专业建设的内容、方法和手段等方面,进行了积极的改革,初步构建了环境科学专业实践教学模式,并形成了一定的特色。

1 构建与时俱进的实践能力培养方案及实践教学体系

在强调实践能力培养的前提下,提出“扎实专业基础,注重能力培养,强化素质教育”的原则,构建环境科学专业教学平台和实践教学体系。

实验课程在本科生大学培养期间占有举足轻重的地位,是学生学以致用、理论联系实际、分析问题、解决问题的重要环节,是培养学生实践能力的基础。通过改革将环境科学专业实验课程设立必修实验和自设实验2 个层次。必修实验的目的是使学生掌握基础理论、基本测试技术和实验操作能力。必修实验分为3 种类型,即验证型实验、设计型实验和综合型实验。验证型实验旨在使学生对经典理论知识有感性认识,掌握实验研究专门技能,并能灵活运用;设计型实验与学生的个性化教育相结合,培养学生独立思考和设计创新能力为目的,通过设计型实验使学生能够获得完整的实验技能的训练;综合型实验是把知识,与紧密相关的实验内容连贯起来,体现出内容的系统性,通过综合型实验培养学生连贯的、动态的和有机组合的系列化操作技能,提高学生实际操作和运用的能力。自设实验主要为培养学生解决实际环境问题的能力而设置,学生有选择性地针对生态环境保护和污染治理中的问题提出实验内容,在实验教学过程中,老师帮助学生进行资料查阅、方案比对和测试方法选择等工作,对所选择的实验命题提出可行的、具体的实验方案;然后由学生分组根据实施方案独立完成实验内容。以基本知识学习、基本技能培养为基础,以实践能力和创新精神培养为目标的环境科学专业实验教学体系,使学生牢固掌握基本知识、基本技能,培养了学生创新和解决问题的能力。

在毕业论文、学术活动、创新创业计划、课程实践及实习教学环节中设计了实践教学内容。在实践能力培养的各环节上,以其“亲身经历与感受”和“创造性思维基于实践”为出发点,与生产实践和科研工作相结合,对学生进行科学研究、基本技能和工程技术的综合性训练。

通过改革使课程体系中基础课与专业课、必修课与选修课、理论教学与实践教学相互协调。在教学计划的基础上构建了新的实践教学体系,环境科学专业实践教学体系结构分为基础实践(包括计算机基础实验、军训)、教学实践(包括专业课程实习、小学期实习、小学期科学研究),综合实践(包括毕业实习、毕业论文,大学生创新创业计划),部分学生进行大学生科技实践和社会调查。整个实践教学体系涵盖了大学4年所需的实践教学内容,符合培养目标的要求。新构建的实践教学体系见表1。

表1 环境科学专业实践教学体系

2 强化实习基地建设,改善实践教学条件、内容及教学手段

实习基地建设是环境科学学科建设的重要组成部分,是培养学生理论联系实践的重要场所,对环境科学人才培养具有重要意义。目前,环境科学专业与多家科研院所、企业、环保管理部门建立了长期的合作关系,拥有稳定的教学实习基地,这些基地能满足不同教学实习的要求,成为实践教学中重要的组成部分。拥有沈阳市北部污水处理厂、沈阳满堂河污水生态处理中心、沈阳沈北新区道义污水处理厂、抚顺海新河污水处理厂、铁岭莲花湖湿地公园、沈阳树木园、沈阳市医疗废物处理中心、沈阳市环境监测中心站、国家电站燃烧工程技术研究中心、沈阳新北热电有限责任公司、沈阳老虎冲生活垃圾填埋处理中心等实习基地。这些实习基地可为学生提供废水处理、城市垃圾处理与处置、废气净化的工程实例,使学生能够开放式参观学习不同行业的“三废”工艺技术,提高学生工程技术水平和实践能力。

实习基地认识实习后，除撰写实习报告外，还要进行笔试考试，考试内容包括工艺过程、处理机理及处理效果等内容，最后进行实习答辩，通过答辩全面总结和回顾实习内容。综合考虑上面考核内容和基地工作人员的评价给出实习成绩。

环境科学专业拥有环境化学、环境监测、环境生态、环境工程学、环境微生物和环境生物学专业实验室。实验室实行全天候开放管理模式,随时对学生开放,最大限度地利用实验室的资源为教学和科研服务,保证实验设备互补、资源共享,大大提高了实验室资源的使用效率。实验教学内容上淘汰一些方法落后及与基础实验内容重复的实验项目,增加了一些与我国环保形势和国际环境学科学术前沿接轨的实验项目。例如,针对交通噪声污染日益加重,开设了交通噪声污染监测与评价实验;装修污染是现在人们最关注的室内环境污染问题,在环境监测实验中开设了室内空气中甲醛、氨和颗粒物等监测。针对大众关注的饮用水安全问题,在环境工程学实验中增设了高级氧化技术处理微污染水源水的实验。同时,教师将科研项目纳入实验教学中,开展探索性实验,扩大了学生视野,培养了学生的探索能力和创新能力。以重大科研项目为依托和资源,在科研项目完成后,将其开发的装置补充到专业实验的教学设施中,增强了教学设施平台,还有利于增加教学内容的丰富度及与研究前沿的联系。将教师科研成果转化到实验教学之中,形成了教学与科研的良性互动,巩固和拓展学生所学专业基础知识的深度、广度,并且使学生了解环境保护和生态污染防治方面的新技术、新工艺,学生毕业后能够很快地进入工作角色。

实验教学手段，建立以学生为中心的实验教学模式。所有的实验课内容都包括实验目的意义、方法原理、操作步骤和注意事项。目的意义可简要介绍,让学生明白所选实验项目的意义。方法原理是该实验项目的核心,弄清了原理,学生在实验操作中才不会盲从,有的放矢,所以方法原理的讲解一定要清楚。注意事项讲解要详细，避免学生实验出现不必要的错误、误差及危险。对实验的操作步骤和具体过程教师一般不做统一讲解，学生按实验参考书上的内容和要求进行操作。根据学生做实验的实际情况和进度，教师选择性的适当的统一讲解，讲解的内容是把学生感性的、凌乱的知识系统化。教师在实验课巡视及辅导过程中，启发学生通过实验现象，从细微处找问题，分析原因并制定解决问题的方案；引导学生对不同的实验方案进行讨论，判别优缺点；引导学生用实验手段解决实际问题。同时建立规范的实验课成绩综合评定模式。实验成绩除了学生的实验报告，还包括学生平时实验操作能力、综合运用知识及创新实践能力、平时实验纪律和期末实验操作考试的评价。实验成绩中实验报告占30%，平时实验操作占20%，能力考核占20%，期末实验操作考试占20%，平时实验纪律占10%。实验课成绩综合评定能全面反映每个学生的学习情况和实验技能掌握程度。对验证型实验主要考核学生对经典理论知识、实验专门技能的掌握程度和灵活运用能力。设计型、综合型实验主要考核学生设计实验、准备和运用实验材料、使用仪器设备、观察和分析实验现象、总结和处理实验结果等能力。通过对学生能力全方位的考核，从成绩鉴定转向素质鉴定，促进实验教学质量的提高。

3 积极开展学术活动和社会实践

学术活动是校园文化中一道风景线,环境科学专业每年都邀请国内外专家学者为学生开设环境相关领域的系列讲座、报告,加强学生科学素质的培养,为学生开展创新活动奠定坚实的基础。积极开展各类课外学术科技活动,努力营造良好的科技实践氛围。学生通过组成各种创新团队,参加教师提供的研究项目,参与各种各样的竞赛,最大限度地调动学生参与科技实践活动的积极性和主动性。通过组织学生参加“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、大学生创新创业计划和大学生科技实践,激发大学生的参与热情,提高其学术实践能力。目前,环境科学专业每年承担的大学生创新创业计划6～10项和大学生科技实践项目4～6项,“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛3～4项。

鼓励学生参与社会团体的活动,例如:通过支持和参加绿色环保协会的活动,加强学生对外交流,服务于社会的能力。鼓励学生参加各种环保知识讲座、社会调查等绿色系列活动。社会实践活动可以把在课堂上学到的理论知识运用到实践中去,同时激发学生学习的积极性,培养团结协作能力。

4 提高师资队伍的实践能力

环境科学专业现有的师资中教授占22%,副教授占33%,具有博士学位的占89%,有出国留学经历的占22%。针对环境科学专业教师在实践教学方面缺乏相应的经验,教师们主动联系相关单位,亲身体验工程实际和生产运行过程,积累实践经验,积极参加辽宁省教育厅组织的“卓越工程师培养计划”实践能力提升培训;同时聘请校外工程实践基地的工程技术人员作为毕业实习环节的指导教师,参与教学活动,并开设讲座。通过校内外结合,共同建设了一支既有坚实专业知识、又有实践经验的高素质师资队伍。

5 结 语

沈阳师范大学环境科学专业紧密结合办学定位及社会实际需求,依托实验室条件、工程实际和教师科研项目,注重培养创新型及实用型技术人才,从单纯追求知识传承向重视培养具有实践及创新能力的人才转变,营造高素质人才的成长环境,为培养适应经济建设和社会持续和谐发展的复合型人才奠定坚实的基础。实践教学充分发挥了学生的积极性和主动性,训练了学生的观察能力、思维能力及操作能力,培养其创新能力,巩固和拓展学生所学专业基础知识的深度、广度,加强其理论结合实际的实践能力,在培养高质量人才的同时促进非师范学科的发展。

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Reformation in practice teaching of environmental science

PANJing,LIGuangzhe,PENGTianyan,JINHaitao,YUJingxiao,SHANQingchi,GUOYijing

(College of Life Science, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China)

Practice teaching plays an important role in improving the practical, searching and innovative ability of environmental science undergraduates. In order to develop the effect of practice teaching in fostering environmental science talents and satisfy the social demand of innovative personnel, practice teaching reformation was carried, which aimed at resolving the problem in environmental science major of Shenyang Normal University. The illustration was made on the specific measures which included constructing advanced practice ability training plan and practice teaching system, strengthening practice base construction, improving teaching methods, developing academic activities and social practice, enhancing practice ability of teachers. Students have practical skill, comprehensive and innovative capacity by means of practice learning.

environmental science; practice teaching; teaching reformation; innovation

2015-06-25。

辽宁省教育厅教学改革项目(1-2)。

潘 晶(1977-),女(满族),辽宁沈阳人,沈阳师范大学副教授,博士。

1673-5862(2016)01-0121-04

G642

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2016.01.028